РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 1998 года по МПК F16K5/04 

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам и может использоваться при подаче питательной среды для ТЭЦ и АЭС.

Известен регулирующий клапан, включающий корпус с входным и выходным отверстиями, установленные в корпусе седло и полый золотник, и шток [1].

В известном клапане имеется несколько соосно сопрягаемых поверхностей (в том числе поверхностей золотника и седла), что требует высокой точности изготовления деталей и сборки клапана, так как малейшая несоосность, обусловленная недостаточной точностью вышеуказанных операций, приводит к износу поверхностей золотника и седла.

Известен также регулирующий клапан, наиболее близкий заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту [2]. Известный регулирующий клапан содержит корпус с входным и выходным отверстиями, установленные в корпусе седло, полый поворотный золотник с регулирующими окнами и коническими пазами, шток, взаимодействующий с указанными пазами золотника и установленный с возможностью поворота вокруг оси, приводной элемент, закрепленный на штоке. В известном регулирующем клапане, вследствие несимметричности окон относительно перегородки, большая часть потока рабочей среды вытекает со стороны золотника, противоположной его пазам, создавая реактивную силу, поджимающую золотник к штоку вместе его контакта с коническими пазами. Величина указанной реактивной силы прямо пропорциональна величинам расхода и скорости протекающей рабочей среды. При небольших расходах и скорости протекающей через клапан рабочей среды величина усилия может быть недостаточной для плотного контакта поверхности конических пазов золотника и штока. Возникший в соединении люфт вызывает некоторое проворачивание штока внутри золотника, что снижает регулировочные характеристики клапана и надежность его работы.

В основу изобретения положена задача создать регулирующий клапан, в котором шток имел бы постоянный контакт с коническими пазами золотника, независимо от величины расхода и скорости протекающей среды.

Указанная задача решается тем, что в известном регулирующем клапане, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, установленные а корпусе седло, полый поворотный золотник с регулирующими окнами и коническими пазами, шток, взаимодействующий с указанными пазами золотника и установленный с возможностью поворота вокруг оси, приводной элемент закрепленный на штоке, согласно изобретению регулирующий клапан снабжен средством нагружения штока в сторону золотника, шток расположен с возможностью осевого перемещения, а средство нагружения закреплено на корпусе.

При этом целесообразно чтобы средство нагружения штока было выполнено в виде пружины, торсиона, пневмо- или гидроцилиндра.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид предлагаемого клапана в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант устройства, в котором с возможностью осевого перемещения установлена только сочлененная с коническими пазами часть штока; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1.

Регулирующий клапан содержит корпус 1 с входным и выходным отверстиями. В корпусе 1 имеется перегородка 4, в которой установлены седло 5 и золотник 6. В седле 5 и золотнике 6 выполнены регулировочные окна 7. В золотнике 6 выполнены конические пазы 8. В корпусе 1 установлен шток 9, сочлененный с коническими пазами 8 золотника 6, например, посредством штифтов 10. Указанный шток 9 установлен с возможностью осевого перемещения. На штоке 9 закреплен приводной элемент 9'. В другом варианте выполнения клапана (фиг. 3) с возможностью осевого перемещения установлены только штифты 10 штока 9. Вдоль оси штока 9 с его торцевой стороны установлено средство нагружения упомянутого штока 9 относительно конических пазов 8 золотника 6, выполненное в виде пружины 11. В качестве такого средства нагружения может быть использован любой упругий элемент, например силовой цилиндр, торсион и т.п. (не показано), который обеспечивал бы постоянное поджатие штока 9 к коническим пазам 8 при осевых колебаниях золотника 6 или штока 9 , которые могут возникнуть, например, при увеличении сопротивления повороту золотника 6, при колебаниях напора или скорости рабочей среды. В варианте с подвижными штифтами 10 (см. фиг. 3) предварительно поджатый упругий элемент (пружина 11) установлен так, что один конец взаимодействует с подвижными штифтами 10, а другой - со штоком 9.

Регулирующий клапан работает следующим образом: рабочая среда через входное отверстие 2, регулирующие окна 7 приваренного к перегородке 4 седла 5 и золотника 6 поступает внутрь последнего и выходит вверх и вниз ( по рисунку) в выходное отверстие 3. Для регулирования расхода рабочей среды приводной элемент 9', закрепленный на штоке 9, поворачивают на некоторый угол. Так как средство нагружения, выполненное в виде пружины 11, обеспечивает надежную фиксацию штока 9 внутри конических пазов 8, то шток 9, не проворачиваясь в золотнике 6, поворачивает последний на требуемый угол. При этом положение штока 9 относительно конических пазов 8 золотника 6 всегда будет постоянным вследствие воздействия на него средства нагружения, выполненного в виде пружины 11, которая, будучи предварительно сжатой, стремится разжаться и поднимает шток 9 или, в другом варианте исполнения клапана, фиг. 3, поджимая его штифты 10 к коническим пазам 8.

Таким образом, выполнение штока (или в варианте только его штифтов) с возможностью осевого перемещения и снабжение регулирующего клапана средством нагружения штока (или его штифтов) относительно конических пазов золотника позволяет обеспечить постоянный контакт упомянутых штока и конических пазов золотника при любых значениях скорости и давления потока рабочей среды, исключая тем самым проворачивание штока, и, следовательно, повышая надежность работы и регулировочные характеристики клапана. Следует отметить также, что в предлагаемом клапане золотник можно выполнить без перегородки, служащей в известных клапанах для жесткого крепления штока к золотнику, вследствие чего значительно снижается гидравлическое сопротивление регулировочного клапана.

Сущность изобретения: регулирующий клапан содержит корпус с входным в выходным отверстиями, установленные в корпусе седло, полый поворотный золотник с регулирующими окнами и коническими пазами, шток, взаимодействующий с указанными пазами золотника и установленный с возможностью поворота вокруг оси, приводной элемент. Регулирующий клапан снабжен средством нагружения штока в сторону золотника, шток расположен с возможностью осевого перемещения, а средство нагружения закреплено на корпусе. Средство нагружения штока выполнено в виде пружины или торсиона, или пневмо- или гидроцилиндра. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Регулирующий клапан, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, установленные в корпусе седло, полый поворотный золотник с регулирующими окнами и коническими пазами, шток, взаимодействующий с указанными пазами золотника и установленный с возможностью поворота вокруг оси, приводной элемент, отличающийся тем, что он снабжен средством нагружения штока в сторону золотника, шток расположен с возможностью осевого перемещения, а средство нагружения закреплено на корпусе. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что средство нагружения штока выполнено в виде пружины, или торсиона, или пневмо-, или гидроцилиндра.